(57)【要約】【課題】接続信頼性に優れた複合配線基板構造体を提供すること。【解決手段】本発明の複合配線基板構造体１１は、リジッド基板３１、第１樹脂基板５１及び第２樹脂基板４１を備える。第１樹脂基板５１は、リジッド基板３１の第１主面３２側に接合される。第１樹脂基板５１の素子搭載部５６には、半導体回路素子２１が接続される。第２樹脂基板４１は、リジッド基板３１の第２主面３３側に接合される。第２樹脂基板４１の非接合面４３側には、マザーボード８１の端子８２に対して接続可能な外部接続端子４７が突設される。第１樹脂基板５１のヤング率はリジッド基板３１のヤング率よりも小さく設定され、第２樹脂基板４１のヤング率は第１樹脂基板５１のヤング率よりも小さく設定される。【選択図】  図１
2006237231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マザーボード上に実装可能な複合配線基板構造体において、
第１主面及び第２主面を有するリジッド基板と、
前記リジッド基板の前記第１主面側に接合され、半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１樹脂基板と、
前記リジッド基板の前記第２主面側に接合され、非接合面側に前記マザーボードの複数の端子に対して接続可能な複数の外部接続端子が突設された第２樹脂基板と
を備え、前記第１樹脂基板のヤング率が前記リジッド基板のヤング率よりも小さく、前記第２樹脂基板のヤング率が前記第１樹脂基板のヤング率よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする複合配線基板構造体。
【請求項２】
マザーボード上に実装可能な複合配線基板構造体において、
第１主面及び第２主面を有するリジッド基板と、
前記リジッド基板の前記第１主面側に接合され、半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１樹脂基板と、
前記リジッド基板の前記第２主面側に接合され、非接合面側に前記マザーボードの複数の端子に対して接続可能な複数の外部接続端子が突設された第２樹脂基板と
を備え、前記第１樹脂基板の平面方向における熱膨張係数が３０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることを特徴とする複合配線基板構造体。
【請求項３】
前記第１樹脂基板のヤング率が前記リジッド基板のヤング率よりも小さく、前記第２樹脂基板のヤング率が前記第１樹脂基板のヤング率よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の複合配線基板構造体。
【請求項４】
前記リジッド基板のヤング率は１５ＧＰａ以上に設定され、前記第１樹脂基板のヤング率は１ＧＰａ以上１０ＧＰａ未満に設定され、前記第２樹脂基板のヤング率は１ＭＰａ以上１ＧＰａ未満に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の複合配線基板構造体。
【請求項５】
前記リジッド基板は、平面方向における熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃以下に設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項６】
前記リジッド基板は、セラミック配線基板であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項７】
前記第１樹脂基板は、フレキシブル配線基板であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項８】
前記第１樹脂基板は、その内部に前記リジッド基板の導体部に対して電気的に接続される導体部を有し、前記第２樹脂基板は、その内部に前記リジッド基板の導体部と前記複数の外部接続端子とを電気的に接続する導体部を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【請求項９】
前記第１樹脂基板であるフレキシブル配線基板は、前記リジッド基板の平面方向に張り出した部分を有し、その張り出した部分には複数種類の電子部品を含んで構成された回路からなる機能モジュールとして成立するモジュール配線基板が接合されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の複合配線基板構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マザーボード上に実装可能な複合配線基板構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、デジタル家電などの電気製品分野や、自動車分野などにおいては、製品の小型化、高機能化、高付加価値化が益々進んでいる。それに伴い、この種の製品における重要な電気的部品であるマザーボードの小型化や高密度化が望まれており、マザーボード上に実装される各種部品の小型化も同様に望まれている。このような部品としては、ＩＣチップ等の電子部品を実装するための基板を挙げることができる（例えば、特許文献１参照）。ここで、特許文献１は、機械的強度が高いリジッド基板に接着剤を介してフレキシブル基板を貼り付けた、いわゆるリジッド・フレキ基板となっている。このリジッド・フレキ基板のフレキシブル基板側にはＩＣチップが実装されている。
【特許文献１】特開２００４−１８７２０２号公報（図４など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来のリジッド・フレキ基板を例えばマザーボード上に実装する場合には、以下のような問題が生じる。即ち、リジッド基板をマザーボード上に実装する際には一般にはんだが使用されるが、はんだが溶融温度から常温に冷却される際には、リジッド基板とマザーボードとの熱膨張係数差に起因して実装部分に熱応力が発生する。そして、大きな熱応力が、リジッド基板とマザーボードとの界面等に作用することで、リジッド基板とマザーボードとの接合部分にクラック等が生じるおそれがある。それゆえ、リジッド基板とマザーボードとの間に高い接続信頼性を付与できなくなるという問題がある。しかも、近年ではリジッド基板が大型化する傾向にあるため、さらに大きな熱応力がリジッド基板とマザーボードとの界面等に作用することで、リジッド基板とマザーボードとの接合部分にクラックがいっそう発生しやすくなることが予想される。
【０００４】
また、上記従来のリジッド・フレキ基板のフレキシブル基板上にＩＣチップを実装する場合には、以下のような問題が生じる。即ち、ＩＣチップをフレキシブル基板上に実装する際にも一般にはんだが使用されるが、はんだが溶融温度から常温に冷却される際に、ＩＣチップとフレキシブル基板との熱膨張係数差に起因して熱応力が発生する。また、最近ではＩＣチップの外形サイズが大きくなる傾向にあるが、チップサイズが大型化すると、大きな熱応力がＩＣチップとフレキシブル基板との界面等に作用することで、チップ接合部分にクラック等が生じるおそれがある。それゆえ、リジッド・フレキ基板に必要とされる所定の信頼性を付与できなくなるという問題がある。さらに、ＩＣチップにおける層間絶縁膜としてポーラスシリカ等のような低誘電体材料（いわゆるＬｏｗ−Ｋ材）を採用した場合には、ＩＣチップが脆くなってクラックがいっそう発生しやすくなることが予想される。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、接続信頼性に優れた複合配線基板構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そして、上記課題を解決するための手段（手段１）としては、マザーボード上に実装可能な複合配線基板構造体において、第１主面及び第２主面を有するリジッド基板と、前記リジッド基板の前記第１主面側に接合され、半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１樹脂基板と、前記リジッド基板の前記第２主面側に接合され、非接合面側に前記マザーボードの複数の端子に対して接続可能な複数の外部接続端子が突設された第２樹脂基板とを備え、前記第１樹脂基板のヤング率が前記リジッド基板のヤング率よりも小さく、前記第２樹脂基板のヤング率が前記第１樹脂基板のヤング率よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする複合配線基板構造体がある。
【０００７】
従って、この複合配線基板構造体の場合、リジッド基板とマザーボードとの間に、リジッド基板及び第１樹脂基板よりもヤング率が小さい第２樹脂基板が介在されている。このような第２樹脂基板は、剛性が低いため、マザーボードが平面方向に熱膨張または熱収縮したときでもあっても、それに追従して弾性的にひずむ（変形する）ことができる。ゆえに、リジッド基板とマザーボードとの間に大きな熱応力が作用しなくなる。よって、たとえリジッド基板が大型であったとしても、クラック等が起こりにくい。ゆえに、複合配線基板構造体におけるリジッド基板とマザーボードとの接合部分に所定の信頼性が付与される。
【０００８】
前記リジッド基板のヤング率は１５ＧＰａ以上に設定され、前記第１樹脂基板のヤング率は１ＧＰａ以上１０ＧＰａ未満に設定されることが好適である。この場合、前記第２樹脂基板のヤング率は、前記第１樹脂基板のヤング率よりも小さくなるように設定され、具体的には１ＭＰａ以上１ＧＰａ未満に設定されることが好ましい。その理由は、ヤング率が１ＧＰａ以上であると、剛性が十分に低いとはいえず、熱応力の影響を軽減する効果が確実に得られない可能性があるからである。一方、ヤング率が１ＭＰａ未満であると、第２樹脂基板の製造時に材料の選定が困難になったり、製造が困難になったりするおそれがある。
【０００９】
ここで「ヤング率」とは、例えばＪＩＳ  Ｒ  １６０２に規定する弾性率試験方法による測定値をいい、より具体的には超音波パルス法による測定値をいう。超音波パルス法では、超音波パルスが試験片を伝播するときの速度に基づいて動的弾性率を測定する。
【００１０】
また、上記課題を解決するための他の手段（手段２）としては、マザーボード上に実装可能な複合配線基板構造体において、第１主面及び第２主面を有するリジッド基板と、前記リジッド基板の前記第１主面側に接合され、半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１樹脂基板と、前記リジッド基板の前記第２主面側に接合され、非接合面側に前記マザーボードの複数の端子に対して接続可能な複数の外部接続端子が突設された第２樹脂基板とを備え、前記第１樹脂基板の平面方向における熱膨張係数が３０ｐｐｍ／℃以下に設定されていることを特徴とする複合配線基板構造体がある。
【００１１】
従って、この複合配線基板構造体の場合、平面方向における熱膨張係数が３０ｐｐｍ／℃以下に設定された第１樹脂基板がリジッド基板上に接合されている。この第１樹脂基板は熱膨張係数が比較的小さいので、素子搭載部に半導体回路素子を接続した場合には、その半導体回路素子との熱膨張係数差を小さくすることができる。このため、半導体回路素子に直接大きな熱応力が作用しなくなる。よって、たとえ半導体回路素子が大型で発熱量が多いものであったとしても、クラック等が起こりにくい。ゆえに、複合配線基板構造体における半導体回路素子の接合部分に所定の信頼性が付与される。
【００１２】
なお、前記第１樹脂基板の平面方向における熱膨張係数が３０ｐｐｍ／℃以下に設定された場合において、前記第１樹脂基板のヤング率が前記リジッド基板のヤング率よりも小さく、前記第２樹脂基板のヤング率が前記第１樹脂基板のヤング率よりも小さくなるように設定されていることが好ましい。このようにすれば、半導体回路素子に大きな熱応力が作用しなくなるだけでなく、リジッド基板とマザーボードとの間にも大きな熱応力が作用しなくなる。よって、いっそう接続信頼性に優れた複合配線基板構造体とすることができる。
【００１３】
手段１、手段２にかかる複合配線基板構造体が実装されるマザーボードの形成材料については特に限定されず、コスト性、加工性、絶縁性、機械的強度などを考慮して適宜選択することができる。前記マザーボードとしては、例えば、樹脂製のもの、セラミック製のもの、金属製のものなどが挙げられる。特に、前記マザーボードは、コスト性の観点から樹脂製であることが好ましい。
【００１４】
手段１、手段２にかかる複合配線基板構造体に実装されるべき半導体回路素子とは、半導体集積回路素子のほか、半導体製造プロセスで製造されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子等が挙げられる。半導体集積回路素子の例としては、熱膨張係数が２．６ｐｐｍ／℃程度のシリコンからなる半導体集積回路チップ（ＩＣチップ）などを挙げることができる。また、ＭＥＭＳ素子とは、半導体ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術により製造される微細回路素子をいい、通常シリコンを主体とするものである。さらに、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術により製造されるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ及び制御回路を集積化した微細システムの総称である。なお、前記半導体回路素子の大きさ及び形状は特に限定されず、例えば一辺の大きさが１０ｍｍ以上であってもよい。このような大型の半導体回路素子になると、発熱量も増大しやすく熱応力の影響も次第に大きくなるため、本願発明の課題が発生しやすくなり、とりわけ手段２等の構成を採用することが有意義となる。また、前記半導体回路素子は、ポーラスな層を表層部に有していることがよい。このような半導体回路素子の場合、脆いポーラス層にクラックが起こりやすく、本願発明の課題が発生しやすくなる。この場合についても手段２等の構成を採用することが有意義となる。
【００１５】
前記リジッド基板としては、平面方向（ＸＹ方向）における熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃以下に設定されているものが使用されることが好ましい。このようにすることで、リジッド基板と半導体回路素子との熱膨張係数差を小さくすることができるため、リジッド基板と半導体回路素子との間に作用する熱応力をよりいっそう小さくすることができる。ゆえに、複合配線基板構造体におけるリジッド基板と半導体回路素子との接合部分の信頼性がより高くなる。
【００１６】
なお、リジッド基板は、配線層などが設けられたリジッド配線基板であることが好ましい。このようにすれば、配線層を有しない単なる基板である場合に比べて、内部に回路を構成すること等が可能となり、付加価値を高めることができるからである。また、平面方向における熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃以下であって、ヤング率が１５ＧＰａ以上であるという条件を満たしていれば、リジッド基板の形成材料については特に限定されず、コスト性、加工性、絶縁性、機械的強度などを考慮して適宜選択することができる。前記リジッド基板としては、例えば、セラミック基板、樹脂基板、金属基板、Ｓｉ基板などが挙げられる。特に、前記リジッド基板は、セラミック配線基板であることが好ましい。セラミックは剛性に優れるため、複合配線基板構造体の機械的強度を高くすることができるからである。また、セラミックは放熱性に優れるため、複合配線基板構造体に発熱部品を実装した場合であっても、その熱を効率よく放散することができるからである。しかも、セラミック材料は一般的に金属や樹脂に比べて熱膨張係数が低いため、リジッド基板の材料として好適だからである。前記セラミック配線基板の具体例としては、例えば、アルミナ配線基板、窒化アルミニウム配線基板、ベリリア配線基板、ガラスセラミック配線基板、結晶化ガラス等の低温焼成材料からなる配線基板などがあるが、これらに限ることはない。
【００１７】
ここで「熱膨張係数」とは、一般的に室温〜ガラス転移温度（Ｔｇ）の間のＴＭＡ（熱機械分析装置）にて測定した値のことをいう。「ＴＭＡ」とは、熱機械的分析をいい、例えばＪＰＣＡ−ＢＵ０１に規定されるものをいう。
【００１８】
また、前記リジッド配線基板は、前記半導体回路素子の動作性向上に関与する受動部品を有することが好ましく、例えば半導体回路素子に供給すべき電源を安定化させるための受動部品を有することが好ましい。この種の受動部品の具体例としては、ダイオード、抵抗、インダクタ、キャパシタ、コイルなどを挙げることができる。ここに列挙した受動部品は、リジッド配線基板の表面に実装されていてもよく、内蔵されていてもよい。また、リジッド配線基板は、前記半導体回路素子の動作性向上に関与する受動部品としての「機能」を有していてもよく、例えば半導体回路素子に供給すべき電源を安定化させるための受動部品としての「機能」を有していてもよい。その具体例を挙げると、リジッド配線基板自体がかかる受動部品の機能（例えばキャパシタ機能）を有したものとして成立していてもよい。
【００１９】
なお、前記第１樹脂基板においては、前記リジッド基板との非接合面側に、半導体回路素子がフリップチップ接続可能な素子搭載部が設定されている。この構成の利点は、例えば第１樹脂基板が低剛性であったとしても、リジッド基板が高剛性であることから接続信頼性を維持しやすくなることである。なお、このような素子搭載部は、第１樹脂基板上に１つのみ設定されていてもよいが、複数設定されていてもよい。また、平面方向における熱膨張係数が３０ｐｐｍ／℃以下の樹脂であるという条件を満たしていれば、第１樹脂基板の形成材料については特に限定されず、コスト性、加工性、絶縁性、機械的強度などを考慮して適宜選択することができる。
【００２０】
前記第１樹脂基板は、樹脂材料を主体として構成されたフレキシブル配線基板であることが好ましい。このような配線基板であれば、微細な配線層を比較的簡単にかつ正確に形成することができ、端子数の非常に多い半導体回路素子をフリップチップ実装可能な素子搭載部を容易に形成することができる。即ち、このような配線基板は半導体回路素子実装用の基板として適している。また、比較的薄く形成できるため、複合配線基板構造体を厚み方向（Ｚ方向）に小型化することができる。さらに、リジッド基板がセラミック基板である場合には、それよりも大きく形成しやすいため、セラミック基板から張り出させてその張り出し部分にさらに別の構造物を実装することもできる。加えて、張り出し部分を所定箇所で折り曲げて使用することもできる。
【００２１】
第１樹脂基板の具体例としては、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）基板、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）基板、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）基板、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）基板などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料からなる基板を使用してもよい。あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料からなる基板等を使用してもよい。
【００２２】
また、前記第１樹脂基板であるフレキシブル配線基板は、前記リジッド基板の平面方向に張り出した部分を有し、その張り出した部分には複数種類の電子部品を含んで構成された回路からなる機能モジュールとして成立するモジュール配線基板が１つまたは２つ以上接合されていてもよい。このような構成であると、１つのシステム化された複合配線基板構造体（いわゆるシステム・イン・パッケージ:ＳＩＰ）を実現しやすくなり、付加価値も高くなる。なお、機能モジュールは、ＭＥＭＳ等の機能部材を含むことも可能である。機能モジュールの具体例としては、無線通信機能を有するＲＦモジュールや、電源電圧を制御する機能などを有する電源モジュールなどを挙げることができる。機能モジュールを構成する電子部品の具体例としては、チップトランジスタ、チップダイオード、チップ抵抗、チップキャパシタ、チップコイル、ＭＥＭＳ素子などがある。これらの電子部品は基本的に能動部品であっても受動部品であってもよく、モジュールが実現すべき機能の内容に応じて適宜選択される。なお、モジュール配線基板は、フレキシブル配線基板における屈曲予定箇所を避けて接合されていることがよい。このように構成すれば、たとえフレキシブル配線基板を屈曲させて使用するような場合であっても、機能モジュールの接合箇所に大きな変形が生じるような事態を回避でき、当該箇所の接続信頼性の低下を防止することができる。
【００２３】
また、前記第２樹脂基板は、樹脂材料を主体として構成されているという条件を満たしていればよく、使用する樹脂材料の種類等は特に限定されない。
【００２４】
第２樹脂基板の具体例としては、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）基板、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）基板、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）基板、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）基板などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料からなる基板を使用してもよい。あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料からなる基板等を使用してもよい。
【００２５】
なお、前記第１樹脂基板は、その内部に前記リジッド基板の導体部に対して電気的に接続される導体部を有し、前記第２樹脂基板は、その内部に前記リジッド基板の導体部と前記複数の外部接続端子とを電気的に接続する導体部を有することが好ましい。このようにすれば、第１樹脂基板−リジッド基板−第２樹脂基板−マザーボード間での確実な導通を図ることができる。これら導体部は、例えば導電性金属により形成される。前記導電性金属としては特に限定されないが、例えば銅、金、銀、白金、パラジウム、ニッケル、スズ、鉛、チタン、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブなどから選択される１種または２種以上の金属を挙げることができる。２種以上の金属からなる導電性金属としては、例えば、スズ及び鉛の合金であるはんだ等を挙げることができる。２種以上の金属からなる導電性金属として、鉛フリーのはんだ（例えば、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系はんだ等）を用いても勿論よい。
【００２６】
手段１，手段２に記載の複合配線基板構造体を比較的簡単にかつ確実に製造するための好ましい方法（手段３）としては、前記リジッド基板、前記第１樹脂基板及び前記第２樹脂基板を個別に作製する個別作製工程と、前記リジッド基板の前記第１主面側に前記第１樹脂基板を接合するととともに、その際に前記リジッド基板の導体部及び前記第１樹脂基板の導体部を互いに電気的に接続する第１主面側接合工程と、前記リジッド基板の前記第２主面側に前記第２樹脂基板を接合するととともに、その際に前記リジッド基板の導体部及び前記第２樹脂基板の導体部を互いに電気的に接続する第２主面側接合工程とを含むことを特徴とする複合配線基板構造体の製造方法がある。
【００２７】
以下、手段３に記載の複合配線基板構造体の製造方法について説明する。
【００２８】
まず、個別作製工程を実施して、リジッド基板、第１樹脂基板及び第２樹脂基板を個別に作製する。
【００２９】
個別作製工程におけるリジッド基板の作製は、従来周知の手法に従って行われる。例えば、リジッド基板がセラミック基板であるような場合には、リジッド基板用基材であるセラミックグリーンシートを用意し、そのセラミックグリーンシートの所定位置に、両面を貫通するビア孔を形成する。さらに、各ビア孔内に、金属を含む導電性ペーストを充填して導体部を形成するとともに、必要に応じてシート表面にも導電性ペーストを印刷する。そして、所定温度で焼成することにより、セラミック及び金属を焼結させて所定のセラミック基板とする。なお、セラミック多層基板の場合には、例えば導電性ペーストの充填・印刷を行ったセラミックグリーンシートを複数枚積層して圧着した後、焼成を行うようにする。
【００３０】
個別作製工程における第１樹脂基板の作製も第２樹脂基板の作製も、基本的には従来周知の手法に従って行われる。具体的にいうと、例えば、片面または両面に銅箔を有する銅張積層板を基材とし、その両面を貫通するビア孔を形成する。さらに、各ビア孔内に導電性金属ペーストの充填または銅めっき等の手法により導体部を形成した後、表面の銅箔をエッチングして配線層などをパターニングする。
【００３１】
なお、第２樹脂基板については下記のようにして作製してもよい。例えば、第２樹脂基板用基材に対して孔あけ加工を行い、第２樹脂基板用基材を貫通するビア孔を所定位置にあらかじめ形成するビア孔形成工程を行う。そして、ビア孔内に導体部となる材料を充填する充填工程を行った後、第２樹脂基板用基材に配線層を形成する配線層形成工程を行う。なお、配線層形成工程を最初に行い、次にビア孔形成工程を行った後、充填工程を行うようにしてもよい。
【００３２】
また、第２樹脂基板を作製する際において、配線層を多層化するようにしてもよい。例えば、配線層が形成された第２樹脂基板用基材に対して新たに第２樹脂基板用基材を積層する積層工程を行った後、積層した第２樹脂基板用基材に対してビア孔形成工程及び充填工程を行うようにする。つまり、積層工程、ビア孔形成工程及び充填工程を繰り返すことにより、配線層を多層化するようにしてもよい。
【００３３】
第１主面側接合工程及び第２主面側接合工程を実施する前には、電気検査工程を実施し、リジッド基板、第１樹脂基板及び第２樹脂基板の電気検査を個別に行っておくことが好ましい。このようにすれば、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去することができるため、電気検査に合格したリジッド基板、第１樹脂基板及び第２樹脂基板のみを接合して複合配線基板構造体を構成することができる。従って、複合配線基板構造体が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００３４】
次に、第１主面側接合工程及び第２主面側接合工程を実施する。この場合、第１主面側接合工程後に第２主面側接合工程を実施してもよく、第２主面側接合工程後に第１主面側接合工程を実施してもよいが、両接合工程を同時に実施することがよい。同時に接合すれば工数が少なくなり、生産効率の向上及び製造コストの低減が達成しやすくなるからである。
【００３５】
第１主面側接合工程及び第２主面側接合工程を実施する場合には、あらかじめ所定の位置決め工程を実施することが好ましい。即ち、第１主面側接合工程においては、リジッド基板が第１主面側に有する複数の導体部と、第１樹脂基板の有する複数の導体部とを対応させて配置する。また、第２主面側接合工程においては、リジッド基板が第２主面側に有する複数の導体部と、第２樹脂基板の有する複数の導体部とを対応させて配置する。
【００３６】
第１主面側接合工程では、リジッド基板と第１樹脂基板との界面に必要に応じて接着材を配置して積層する。接着材を配置した場合、前記リジッド基板の導体部と前記第１樹脂基板の導体部とが前記接着材の導体部を介して配置される。そして、この状態で例えば加熱を行いながら積層方向に押圧力を加える。その結果、リジッド基板の第１主面側と第１樹脂基板とが接合される。また、第２主面側接合工程では、リジッド基板と第２樹脂基板との界面に必要に応じて接着材を配置して積層する。接着材を配置した場合、前記リジッド基板の導体部と前記第２樹脂基板の導体部とが前記接着材の導体部を介して配置される。そして、この状態で例えば加熱を行いながら積層方向に押圧力を加える。その結果、リジッド基板の第２主面側と第２樹脂基板とが接合される。なお、このときの加熱温度は、基板材料として使用する樹脂の種類、使用する接着材の種類、接着材の硬化度などに応じて適宜設定される。
【００３７】
この場合において好適な接着材としては、例えば絶縁性接着樹脂材料を用いて構成された接着シートを挙げることができる。また、接着シートにおける絶縁性接着材料としては、例えば液晶ポリマー、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンなどが好適である。このような耐熱性の材料を使用すれば、高温での接続信頼性などに優れた複合配線基板構造体を実現しやすくなるからである。なお、前記接着シートはその表裏を導通させる導体部を有していることがよい。その理由は、接着シート内に導通部があると、それを介してリジッド基板の導体部及び第１樹脂基板（または第２樹脂基板）の導体部とを確実に接続しやすくなるからである。具体的には、前記接着シートは、シート第１主面と、シート第２主面と、前記シート第１主面側及び前記シート第２主面側を連通させるビア孔内に設けられた導体柱とを有していることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
［第１実施形態］
【００３９】
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図６に基づき詳細に説明する。図１は、セラミック配線基板（リジッド基板）３１、フレキシブル配線基板（第１樹脂基板）５１及び樹脂配線基板（第２樹脂基板）４１などからなる本実施形態の複合配線基板構造体１１を示す概略断面図である。図２は、複合配線基板構造体１１の構成を示す分解断面図である。図３〜図５は、接着シート６１，７１を作製するときの状態を示す概略断面図である。図６は、セラミック配線基板３１、フレキシブル配線基板５１及び樹脂配線基板４１を互いに接合するときの様子を示す概略断面図である。
【００４０】
図１に示されるように、本実施形態の複合配線基板構造体１１は、マザーボード８１上に実装可能になっており、セラミック配線基板３１、フレキシブル配線基板５１及び樹脂配線基板４１からなるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）である。なお、複合配線基板構造体１１の形態は、ＢＧＡのみに限定されず、例えばＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）やＰＧＡ（ピングリッドアレイ）等であってもよい。なお、本実施形態におけるマザーボード８１はエポキシ樹脂とガラス繊維とからなる、いわゆるガラスエポキシ基板であって、その平面方向における熱膨張係数は約１６ｐｐｍ／℃である。
【００４１】
図１，図２に示されるセラミック配線基板３１は、上面３２（第１主面）及び下面３３（第２主面）を有している。セラミック配線基板３１は、複数のセラミック層３０と複数の配線層（図示略）とを交互に積層した構造を有している。また、セラミック配線基板３１には、上面３２及び下面３３を貫通する複数のビア孔３４が格子状に形成されている。そして、かかるビア孔３４内には、タングステンを主材料とするビア導体３５（導体部）が設けられている。各ビア導体３５の上端面にはタングステンからなる上側端子電極３６が設けられ、各ビア導体３５の下端面にはタングステンからなる下側端子電極３７が設けられている。なお、本実施形態において、セラミック配線基板３１はアルミナ焼結体により形成された基板である。セラミック配線基板３１の平面方向における熱膨張係数は約７．６ｐｐｍ／℃、ヤング率は約３１０ＧＰａである。
【００４２】
図１に示されるように、本実施形態のセラミック配線基板３１には、下面３３にて開口する略矩形状の凹部が形成されている。この凹部内の奥側には、板状をなすキャパシタ１３１（受動部品）が配置されている。このキャパシタ１３１は、接着剤により凹部内に固定されている。キャパシタ１３１の図示しないビア導体は、セラミック配線基板３１における電源用のビア導体と電気的に接続されている。このキャパシタ１３１は、ノイズを除去してＩＣチップ２１に供給すべき電源を安定化させる機能を有している。また、凹部の開口部付近には、板状をなすメモリＩＣ１３２が接着剤により固定されている。メモリＩＣ１３２の図示しない接続端子は、セラミック配線基板３１におけるビア導体と電気的に接続されている。このようにすれば、メモリＩＣ１３２と、複合配線基板構造体１１の上面に搭載されたＩＣチップ２１とを繋ぐ配線長が短縮されるため、高速でデータの伝送を行うのに好適となる。
【００４３】
図１，図２に示されるように、前記フレキシブル配線基板５１は、厚さ２０μｍ程度の耐熱性ポリイミドを主体として形成された樹脂製基板からなる。本実施形態において、かかる樹脂製基板の平面方向における熱膨張係数は約１７ｐｐｍ／℃、ヤング率は約６．５ＧＰａである。即ち、フレキシブル配線基板５１の平面方向における熱膨張係数は、セラミック配線基板３１の平面方向における熱膨張係数よりも大きな値となっている。つまり、本実施形態のフレキシブル配線基板５１は、セラミック配線基板３１よりも高い熱膨張性を有している。フレキシブル配線基板５１のヤング率は、セラミック配線基板３１のヤング率よりもかなり低くなっている。よって、本実施形態のセラミック配線基板３１は、極めて高い剛性を有している。
【００４４】
また、フレキシブル配線基板５１は、上面５２及び下面５３を有している。フレキシブル配線基板５１には、上面５２及び下面５３を貫通する複数のビア導体５７（導体部）が設けられている。各ビア導体５７の上端面には上面側配線層５４が設けられ、各ビア導体５７の下端面には下面側配線層５５が設けられている。なお、便宜上図示していないが、フレキシブル配線基板５１の上面５２側及び下面５３側はカバーレイによって覆われている。また、フレキシブル配線基板５１は、接着シート６１（接着材）を介してセラミック配線基板３１の上面３２側に接合されている。
【００４５】
接着シート６１は、耐熱性の熱可塑性樹脂（本実施形態ではＰＥＥＫ：ポリエーテルエーテルケトン）より形成されている。接着シート６１を構成するシート本体６３は、上面６４及び下面６５を有している。また、接着シート６１には、上面６４及び下面６５を貫通する複数の貫通孔６６（図４参照）が格子状に形成されている。そして、かかる貫通孔６６内には、表面に銀をコートした銅粉を含む導電ペーストの充填により形成された導体部６２が設けられている。図１に示されるように、各導体部６２の上端面はフレキシブル配線基板５１の下面側配線層５５に電気的に接続され、各導体部６２の下端面はセラミック配線基板３１の前記上側端子電極３６に電気的に接続されている。これにより、各ビア導体５７は、セラミック配線基板３１の前記ビア導体３５に対して電気的に接続される。
【００４６】
また、フレキシブル配線基板５１の上面５２側における所定領域（具体的にはセラミック配線基板３１の反対側となる領域）には、上面側配線層５４の一部である複数のフリップチップ接続パッドが配置された素子搭載部５６が設定されている。このような素子搭載部５６には、ＭＰＵとしての機能を有するＩＣチップ２１（半導体回路素子）がフリップチップ実装されている。本実施形態のＩＣチップ２１は、縦１２．０ｍｍ×横１０．０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの矩形平板状であって、熱膨張係数が２．６ｐｐｍ／℃程度のシリコンからなる。かかるＩＣチップ２１の下面側表層には、図示しない回路素子が形成されている。また、ＩＣチップ２１の下面側には、複数のバンプ状の面接続端子２２が格子状に設けられている。各面接続端子２２は、フレキシブル配線基板５１の前記上面側配線層５４（即ちフリップチップ接続パッド）に電気的に接続されている。これにより、各面接続端子２２は、前記接着シート６１を介してセラミック配線基板３１側の上側端子電極３６に接続される。なお、フレキシブル配線基板５１においては、素子搭載部５６を中心としてその周囲にファンアウトする複数の微細な上面側配線層５４がパターン形成されている。また、前記素子搭載部５６には、メモリなどの電子部品がさらに実装されていてもよい。
【００４７】
さらに、フレキシブル配線基板５１は、セラミック配線基板３１の平面方向に張り出した部分（張出部５８）を有している。この張出部５８には、モジュール配線基板９１が接合されている。本実施形態において、モジュール配線基板９１は、電源電圧を制御する機能を有する電源モジュール（機能モジュール）として成立している。この電源モジュールは、複数種類の電子部品９２を含んで構成された回路からなっている。詳述すると、モジュール配線基板９１は、上面９３及び下面９４を有する基板本体９５を有している。本実施形態においてこの基板本体９５は、エポキシ樹脂からなる樹脂製基板である。基板本体９５には、モジュール配線基板９１の厚さ方向に延びる複数のビア孔（貫通孔）が格子状に形成されており、それらビア孔内に銅めっきからなる導体柱９６が設けられている。上面９３において各々の導体柱９６の上端面がある位置には、上面側パッド９７が配置されている。各上面側パッド９７は、電子部品９２側に設けられたバンプ状の面接続端子９８に対して接続されている。なお、電子部品９２は、チップトランジスタやチップ抵抗などの部品である。一方、各々の導体柱９６の下端部は、略半球状をした下面側はんだバンプ９９となっている。これらの下面側はんだバンプ９９は下面９４から突出しており、フレキシブル配線基板５１側の上面側配線層５４に対して接続されている。
【００４８】
その結果、上面側パッド９７〜導体柱９６〜下面側はんだバンプ９９という経路（またはこれと逆の経路）を経て電流が流れるようになっている。従って、このような構造の複合配線基板構造体１１では、モジュール配線基板９１の導体柱９６を介して、フレキシブル配線基板５１側と電子部品９２側とが電気的に接続される。ゆえに、モジュール配線基板９１を介して、フレキシブル配線基板５１−電子部品９２間で信号の入出力が行われるようになっている。
【００４９】
図１，図２に示されるように、前記樹脂配線基板４１は、上面４２（接合面）及び下面４３（非接合面）を有する矩形平板状の部材からなり、１層の樹脂絶縁層４４を有している。本実施形態の場合、具体的にはエポキシ樹脂をガラスクロスに含浸させてなる絶縁基材により樹脂絶縁層４４が形成されている。かかる樹脂絶縁層４４（樹脂配線基板４１）のヤング率は約０．５ＧＰａである。即ち、樹脂配線基板４１のヤング率は、フレキシブル配線基板５１のヤング率（約６．５ＧＰａ）よりも小さくなるように設定されている。
【００５０】
また、樹脂配線基板４１は、接着シート７１（接着材）を介して前記セラミック配線基板３１の下面３３側に接合されている。接着シート７１は、前記接着シート６１と同じ材料にて形成されている。接着シート７１を構成するシート本体７３は、上面７４及び下面７５を有している。また、接着シート７１には、上面７４及び下面７５を貫通する複数の貫通孔７６（図４参照）が格子状に形成されている。そして、かかる貫通孔７６内には、前記導体部６２と同じ材料からなる導体部７２が設けられている。図１に示されるように、各導体部７２の上端面はセラミック配線基板３１の前記下側端子電極３７に電気的に接続されている。
【００５１】
樹脂配線基板４１の上面４２には、セラミック配線基板３１側との電気的な接続を図るための複数の面接続パッド４６が格子状に形成されている。各面接続パッド４６は、セラミック配線基板３１が有する前記各ビア孔３４の位置に対応している。これらの面接続パッド４６は、接着シート７１の導体部７２を介してセラミック配線基板３１の下側端子電極３７に接続されている。一方、樹脂配線基板４１の下面４３には、前記マザーボード８１の複数の端子８２との電気的な接続を図るための複数の面接続パッド４７（外部接続端子）が格子状に突設されている。面接続パッド４７の表面上には、９０Ｐｂ／１０Ｓｎという組成の錫鉛はんだからなる基板側はんだバンプ４９が設けられている。また、樹脂絶縁層４４にはビア導体４８（導体部）が設けられていて、これらのビア導体４８を介して、面接続パッド４６及び面接続パッド４７が相互に電気的に接続されている。それとともに、ビア導体４８は、セラミック配線基板３１のビア導体３５と面接続パッド４７とを電気的に接続するようになっている。
【００５２】
従って、このような構造の複合配線基板構造体１１では、フレキシブル配線基板５１のビア導体５７は、下面側配線層５５、接着シート６１の導体部６２及び上側端子電極３６を介して、セラミック配線基板３１のビア導体３５に電気的に接続されている。さらに、セラミック配線基板３１のビア導体３５は、下側端子電極３７、接着シート７１の導体部７２及び面接続パッド４６を介して、樹脂配線基板４１のビア導体４８に電気的に接続されている。そして、素子搭載部５６にＩＣチップ２１を実装した場合には、ＩＣチップ２１の面接続端子２２が、上面側配線層５４（フリップチップ接続パッド）を介して、フレキシブル配線基板５１のビア導体５７に電気的に接続される。ゆえに、セラミック配線基板３１を介して、樹脂配線基板４１−ＩＣチップ２１間で信号の入出力が行われるとともに、ＩＣチップ２１をＭＰＵとして動作させるための電源が供給されるようになっている。
【００５３】
次に、上記の複合配線基板構造体１１を製造する手順について説明する。
【００５４】
まず、個別作製工程を実施して、セラミック配線基板３１、フレキシブル配線基板５１及び樹脂配線基板４１を個別に作製する。個別作製工程におけるセラミック配線基板３１の作製は、従来周知の手法によって行われる。例えば、周知のセラミックグリーンシート形成技術によって、アルミナグリーンシートを複数枚作製する。そして、各グリーンシートの所定位置に、表裏両面を貫通するビア孔をパンチング等により形成する。さらに、各グリーンシートのビア孔内にタングステンペーストを充填して、後にビア導体３５となるペースト充填層を形成しておく。そして、これらのグリーンシートを積層、圧着した後、還元雰囲気中にて所定温度で焼成（同時焼成）を行って、アルミナとタングステンペーストとを焼結させる。その結果、ビア導体３５を有する複数のセラミック層３０の積層体が作製される。さらに、各ビア導体３５の両端面に対してタングステンペーストを印刷し、上側端子電極３６及び下側端子電極３７を形成する。その結果、図２に示すセラミック配線基板３１が完成する。
【００５５】
また、個別作製工程におけるフレキシブル配線基板５１の作製も、基本的には従来周知の手法によって行われる。即ち、銅張積層板に対してメカニカルドリル、ＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いて孔あけ加工を行い、銅張積層板を貫通するビア孔（図示略）を所定位置にあらかじめ形成しておく。そして、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行うことでビア孔内にビア導体５７を形成する。さらに、銅張積層板の両面のエッチングを行って上面側配線層５４及び下面側配線層５５を形成する。その結果、フレキシブル配線基板５１を得る。
【００５６】
さらに、個別作製工程における樹脂配線基板４１の作製も、基本的には従来周知の手法によって行われる。即ち、銅張積層板に対してメカニカルドリルを用いて孔あけ加工を行い、銅張積層板を貫通するビア孔（図示略）を所定位置にあらかじめ形成しておく。なお、銅張積層板に対してＹＡＧレーザーまたは炭酸ガスレーザーを用いてレーザー孔あけ加工を行うことで、ビア孔を形成してもよい（ビア孔形成工程）。そして、従来公知の手法に従って無電解銅めっき及び電解銅めっきを行い、ビア孔内にビア導体４８を形成する（充填工程）。さらに、銅張積層板の両面の銅箔のエッチングを行って面接続パッド４６，４７を例えばサブトラクティブ法によって形成する。具体的には、無電解銅めっきの後、この無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施す。さらにドライフィルムをラミネートし、同ドライフィルムに対して露光及び現像を行うことにより、ドライフィルムを所定パターンに形成する。この状態で、不要な電解銅めっき層、無電解銅めっき層及び銅箔をエッチングで除去する。その後、ドライフィルムを剥離することにより、樹脂配線基板４１を得る。なお、面接続パッド４６，４７を、セミアディティブ法によって形成してもよい。具体的には、無電解銅めっきの後、露光及び現像を行って所定パターンのめっきレジストを形成する。この状態で無電解銅めっき層を共通電極として電解銅めっきを施した後、まずレジストを溶解除去して、さらに不要な無電解銅めっき層及び銅箔をエッチングで除去する。その結果、樹脂配線基板４１を得る。
【００５７】
また、下記の要領で接着シート６１（または接着シート７１）を作製する（接着シート作製工程）。具体的には、所定の大きさに切断された接着性有機材料シート６０（図３参照）に対してメカニカルドリル、ＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー、パンチング装置等を用いて孔あけ加工を行い、接着性有機材料シート６０を貫通する貫通孔６６（または貫通孔７６）を所定位置にあらかじめ形成しておく（図４参照）。なお、本実施形態のパンチング装置のパンチピンは、１２０μｍの直径を有している。また、貫通孔６６（または貫通孔７６）は、上側開口部の直径が約１１７μｍとなり、下側開口部の直径が約１１３μｍとなる。次に、従来周知の印刷法により、導電ペーストを貫通孔６６（または貫通孔７６）に充填し導体部６２（または導体部７２）を形成する。具体的には、接着性有機材料シート６０を支持台（図示略）に載置する。次に、貫通孔６６（または貫通孔７６）に対応した位置に開口部を有する印刷マスクを用い、印圧を２ｋｇｆ／ｃｍ２、印刷スピードを５０ｍｍ／ｓｅｃに設定して、表面に銀をコートした銅粉を含む導電ペーストを印刷し、ペースト充填層を形成する。そして、印刷装置から取り外した後、導電ペースト加熱して溶剤等を蒸発させ、固形化させる。次いで、１００℃程度の温度で約３０分間加熱して仮硬化を行う。これにより導電ペーストからなる導体部６２（または導体部７２）が少しだけ硬化し、接着シート６１（接着シート７１）が完成する。その結果、貫通孔６６（または貫通孔７６）内に導体部６２（または導体部７２）が形成される。このとき、導体部６２（導体部７２）の先端部分が、接着性有機材料シート６０の上面から約２０μｍだけ突出する（図５参照）。このような構造の利点は、例えば先端部分がフラットである場合に比べて他基板の導体部との接合強度が高くなり、接続信頼性の向上が図りやすいことにある。
【００５８】
次に、電気検査工程を実施し、完成したセラミック配線基板３１、フレキシブル配線基板５１及び樹脂配線基板４１の電気検査を個別に行う。なお、本実施形態における電気検査としては、インサーキットテスタを用いて行う一般的なインサーキットテストを行っている。さらに、完成したセラミック配線基板３１、フレキシブル配線基板５１及び樹脂配線基板４１に対し、この時点で併せて外観検査を個別に行ってもよい。このとき、不良品を発見した場合には、その不良品を事前に除去する。そして、電気検査や外観検査に合格したセラミック配線基板３１、フレキシブル配線基板５１及び樹脂配線基板４１のみを用いて位置決め工程以降の工程を行う。従って、複合配線基板構造体１１が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上につながる。
【００５９】
そして、位置決め工程では、まず、平板状の下治具１０１上に、フレキシブル配線基板５１を載置する。この場合、フレキシブル配線基板５１の外周部分には、下治具１０１に突設された複数の位置決めピン１０５が挿通される。これにより、フレキシブル配線基板５１の平面方向への位置ずれが防止される。次に、フレキシブル配線基板５１上に、接着シート６１、セラミック配線基板３１、接着シート７１、樹脂配線基板４１を順番に載置する。そして、下治具１０１の上にスペーサ１０２を載置する。なお、スペーサ１０２の板厚は、接着シート６１、セラミック配線基板３１、接着シート７１及び樹脂配線基板４１からなる積層部の高さと略等しくなっている。また、スペーサ１０２には複数の位置決めピン１０５が挿通されている。このため、接着シート６１、セラミック配線基板３１、接着シート７１及び樹脂配線基板４１の平面方向への位置ずれが防止される。その後、樹脂配線基板４１上及びスペーサ１０２上に平板状の上治具１０４を載置する（図６参照）。
【００６０】
そして次に、下記の要領で第１主面側接合工程及び第２主面側接合工程を同時に実施する。本実施形態において具体的には、２０Ｔｏｒｒ（≒２６６６Ｐａ）以下の真空下で２６０℃以上の温度となるように加熱を行いながら積層方向に押圧力（４ＭＰａ）を加える（真空熱プレス）。これに伴い、セラミック配線基板３１がフレキシブル配線基板５１側に押圧されるとともに、熱により接着シート６１の可塑性が大きくなる。そして、このような状態の接着シート６１を介して、セラミック配線基板３１の上面３２側にフレキシブル配線基板５１が接合される。この際、セラミック配線基板３１のビア導体３５とフレキシブル配線基板５１のビア導体５７とが、接着シート６１の導体部６２を介して互いに電気的に接続される。即ち、フレキシブル配線基板５１に対するセラミック配線基板３１の接合は真空雰囲気下での接合となるため、エアの巻き込みによるボイドの発生を効果的に抑制できる。また、樹脂配線基板４１がセラミック配線基板３１側に押圧されるとともに、熱により接着シート７１の可塑性が大きくなる。そして、このような状態の接着シート７１を介して、セラミック配線基板３１の下面３３側に樹脂配線基板４１が接合される。この際、セラミック配線基板３１のビア導体３５と樹脂配線基板４１のビア導体４８とが、接着シート７１の導体部７２を介して互いに電気的に接続される。即ち、セラミック配線基板３１に対する樹脂配線基板４１の接合は真空雰囲気下での接合となるため、エアの巻き込みによるボイドの発生を効果的に抑制できる。
【００６１】
なお、上記の上治具１０４は、同上治具１０４の下面側に、クッション材１０３を貼り付けた構造となっている。従って、樹脂配線基板４１の下面４３に突出する面接続パッド４７は、弾性体であるクッション材１０３に接触するようになっている。このとき、クッション材１０３は弾性変形してセラミック配線基板３１側の凹凸形状に追従する。これにより、セラミック配線基板３１に対して均等に押圧力を付加することができる。なお、上記のような治具を用いて位置決めを行う代わりに、基板などの位置を検出する画像認識装置を有する、いわゆるダイマウンタ装置を用いて位置決めを行うことも可能である。
【００６２】
次に、樹脂配線基板４１の下面４３に対するはんだペースト印刷を行い、基板側はんだバンプ４９を形成する。このようにすれば、第１主面側接合工程及び第２主面側接合工程を実施する際に基板側はんだバンプ４９が邪魔にならなくて済む。また、前記接合工程後に基板側はんだバンプ形成を行うと、前記接合工程前に基板側はんだバンプ形成を行う場合とは異なり、基板側はんだバンプ４９が２６０℃以上の高温に遭遇しにくくなる。従って、必ずしも高融点はんだを選択しなくてもよくなり、はんだ材料の選択の自由度が大きくなる。
【００６３】
もっとも、前記樹脂配線基板４１を作製する工程を行う時点で、基板側はんだバンプ４９を同時に形成し、その後で第１主面側接合工程及び第２主面側接合工程を実施するようにしてもよい。このようにすれば、電気検査工程にて樹脂配線基板４１を検査する際に、基板側はんだバンプ４９も含めて検査できるため、基板側はんだバンプ４９に不良が生じた状態で複合配線基板構造体１１が製造されることを防止できる。
【００６４】
また、フレキシブル配線基板５１の張出部５８における所定箇所にモジュール配線基板９１を載置する。このとき、モジュール配線基板９１側の下面側はんだバンプ９９と、フレキシブル配線基板５１側の上面側配線層５４とを位置合わせするようにする。そして、加熱して各下面側はんだバンプ９９をリフローすることにより、下面側はんだバンプ９９と上面側配線層５４とを接合する。その結果、図１に示す複合配線基板構造体１１が完成する。
【００６５】
その後、フレキシブル配線基板５１の素子搭載部５６にＩＣチップ２１を載置する。このとき、ＩＣチップ２１側の面接続端子２２と、フレキシブル配線基板５１側の上面側配線層５４とを位置合わせするようにする。そして、加熱して各面接続端子２２をリフローすることにより、面接続端子２２と上面側配線層５４とを接合する。するとこの段階で、複数の機能が集積してシステム化された複合配線基板構造体１１（いわゆるシステム・イン・パッケージ:ＳＩＰ）が完成する。
【００６６】
さらに、樹脂配線基板４１側の基板側はんだバンプ４９と、マザーボード８１側の端子８２とを位置合わせして、マザーボード８１上に複合配線基板構造体１１を載置する。そして、加熱して各基板側はんだバンプ４９をリフローすることにより、基板側はんだバンプ４９と端子８２とを接合する。これにより、複合配線基板構造体１１がマザーボード８１上に搭載される。なお、複合配線基板構造体１１をマザーボード８１上に搭載した後で、ＩＣチップ２１を載置するようにしてもよい。
【００６７】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００６８】
（１）本実施形態の複合配線基板構造体１１は、セラミック配線基板３１とマザーボード８１との間に、セラミック配線基板３１及びフレキシブル配線基板５１よりもヤング率が小さい樹脂配線基板４１が介在されている。即ち、樹脂配線基板４１は剛性が低くなっている。このため、マザーボード８１が平面方向に熱膨張または熱収縮したときでも、それに追従して樹脂配線基板４１が弾性的にひずむ（変形する）ことができる。ゆえに、セラミック配線基板３１とマザーボード８１との間に大きな熱応力が作用しなくなる。よって、たとえセラミック配線基板３１が大型であったとしても、クラック等が起こりにくい。ゆえに、複合配線基板構造体１１におけるセラミック配線基板３１とマザーボード８１との接合部分に所定の信頼性が付与される。
【００６９】
（２）本実施形態では、平面方向における熱膨張係数が約１７ｐｐｍ／℃に設定されたフレキシブル配線基板５１がセラミック配線基板３１上に接合されている。即ち、このフレキシブル配線基板５１は熱膨張係数が比較的小さいので、フレキシブル配線基板５１と同様に熱膨張係数が比較的小さいＩＣチップ２１を素子搭載部５６に接続した場合には、そのＩＣチップ２１との熱膨張係数差を小さくすることができる。このため、ＩＣチップ２１に直接大きな熱応力が作用しなくなる。よって、たとえＩＣチップ２１が大型で発熱量が多いものであったとしても、クラック等が起こりにくい。ゆえに、複合配線基板構造体１１におけるＩＣチップ２１の接合部分に所定の信頼性が付与される。
【００７０】
（３）本実施形態の製造方法によれば、セラミック配線基板３１、フレキシブル配線基板５１及び樹脂配線基板４１を個別に作製し、さらにその電気検査を個別に行うことを特徴とする。このようにすれば、接合前に不良品を発見してそれを事前に除去することができ、複合配線基板構造体１１が不良品となる確率が低くなり、歩留まりの向上を達成しやすくなる。また、セラミック配線基板３１とフレキシブル配線基板５１とを接合する第１主面側接合工程、及び、セラミック配線基板３１と樹脂配線基板４１とを接合する第２主面側接合工程を同時に行っているため、工数が少なくなり、確実に低コスト化を達成することができる。また、フレキシブル配線基板５１の素子搭載部５６にＩＣチップ２１を実装する前の時点で第１主面側接合工程及び第２主面側接合工程を実施しているため、上治具１０４の荷重がＩＣチップ２１に加わることがない。ゆえに、ＩＣチップ２１のクラックの発生を確実に防止することができる。
［第２実施形態］
【００７１】
次に、図７に基づき第２実施形態について説明する。本実施形態の樹脂配線基板１１１は、多数の樹脂絶縁層４４と多数の配線層１１２とを交互に積層した構造を有しており、第１実施形態の樹脂配線基板４１とは構造が若干異なっている。このため、樹脂配線基板１１１を作製する工程も、前記第１実施形態の樹脂配線基板４１を作製する工程とは若干異なっている。
【００７２】
即ち、樹脂配線基板１１１を作成する工程では、ビア導体４８が形成された銅張積層板の両面の銅箔のエッチングを行って配線層１１２を形成し（配線層形成工程）、最下層の樹脂絶縁層４４及び配線層１１２を得る。
【００７３】
次に、最下層の樹脂絶縁層４４に対して新たに樹脂層を積層する積層工程を行う。その後、積層した樹脂層にビア孔を形成するビア孔形成工程を行い、無電解銅めっき及び電解銅めっきを行ってビア孔内にビア導体４８を形成する充填工程を行う。さらに、樹脂層の上面の銅めっきのエッチングを行って配線層１１２を形成する配線層形成工程を行い、次層の樹脂絶縁層４４及び配線層１１２を得る。
【００７４】
その後、積層工程−ビア孔形成工程−充填工程−配線層形成工程を繰り返すことにより、樹脂絶縁層４４と配線層１１２とが交互に積層されていく。その結果、本実施形態の樹脂配線基板１１１が作製される。このようにすれば、樹脂絶縁層４４と配線層１１２が単層である場合に比べて、内部に複雑な回路を構成することが可能となるため、付加価値を高めることができる。なお、積層工程−配線層形成工程を繰り返して樹脂絶縁層４４と配線層１１２とを交互に積層した後、ビア孔形成工程及び充填工程を行ってビア導体４８を形成してもよい。
【００７５】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００７６】
・例えば、以下のような手順で上記第１実施形態の樹脂配線基板４１を作製することも可能である。まず、銅張積層板の両面の銅箔のエッチングを行って面接続パッド４６，４７を例えばサブトラクティブ法によって形成する。次に、銅張積層板に対して孔あけ加工を行い、銅張積層板を貫通するビア孔を所定位置に形成し、ビア孔内に導電性樹脂を充填する。
【００７７】
・上記各実施形態では、フレキシブル配線基板５１の張出部５８にモジュール配線基板９１が接合されていたが、モジュール配線基板９１は接合されていなくてもよい。また、モジュール配線基板９１とは別の構造物がそこに接合されていてもよい。例えば、フレキシブル配線基板５１の上面５２に形成された上面側配線層５４に、例えばチップコンデンサ等のような電子部品を実装してもよい。
【００７８】
・上記各実施形態では、セラミック配線基板３１とフレキシブル配線基板５１とが接着シート６１を介して接合され、セラミック配線基板３１と樹脂配線基板４１とが接着シート７１を介して接合されていた。しかし、接着シート６１，７１の代わりに導電性接着剤を用いることにより、セラミック配線基板３１とフレキシブル配線基板５１とを接合し、セラミック配線基板３１と樹脂配線基板４１とを接合してもよい。
【００７９】
次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００８０】
（１）マザーボード上に実装可能な複合配線基板構造体において、第１主面及び第２主面を有するリジッド基板と、前記リジッド基板の前記第１主面側に接着材を介して接合され、半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１樹脂基板と、前記リジッド基板の前記第２主面側に接着材を介して接合され、非接合面側に前記マザーボードの複数の端子に対して接続可能な複数の外部接続端子が突設された第２樹脂基板とを備え、前記第１樹脂基板のヤング率が前記リジッド基板のヤング率よりも小さく、前記第２樹脂基板のヤング率が前記第１樹脂基板のヤング率よりも小さくなるように設定され、前記第１樹脂基板は、前記接着材の導体部を介して、前記リジッド基板の導体部に対して電気的に接続される導体部を内部に有し、前記第２樹脂基板は、前記接着材の導体部を介して、前記リジッド基板の導体部と前記複数の外部接続端子とを電気的に接続する導体部を内部に有することを特徴とする複合配線基板構造体。
【００８１】
（２）マザーボード上に実装可能な複合配線基板構造体において、第１主面及び第２主面を有するリジッド基板と、前記リジッド基板の前記第１主面側に接着材を介して接合され、半導体回路素子が接続可能な素子搭載部が設定された第１樹脂基板と、前記リジッド基板の前記第２主面側に接着材を介して接合され、非接合面側に前記マザーボードの複数の端子に対して接続可能な複数の外部接続端子が突設された第２樹脂基板とを備え、前記第１樹脂基板の平面方向における熱膨張係数が３０ｐｐｍ／℃以下に設定され、前記第１樹脂基板は、前記接着材の導体部を介して、前記リジッド基板の導体部に対して電気的に接続される導体部を内部に有し、前記第２樹脂基板は、前記接着材の導体部を介して、前記リジッド基板の導体部と前記複数の外部接続端子とを電気的に接続する導体部を内部に有することを特徴とする複合配線基板構造体。
【００８２】
（３）リジッド基板、半導体回路素子が接続可能な第１樹脂基板、及びマザーボードに対して接続可能な第２樹脂基板とを備え、前記第１樹脂基板のヤング率が前記リジッド基板のヤング率よりも小さく、前記第２樹脂基板のヤング率が前記第１樹脂基板のヤング率よりも小さくなるように設定されている複合配線基板構造体の製造方法であって、前記リジッド基板、前記第１樹脂基板及び前記第２樹脂基板を個別に作製する個別作製工程と、前記リジッド基板の前記第１主面側に前記第１樹脂基板を接合するととともに、その際に前記リジッド基板の導体部及び前記第１樹脂基板の導体部を互いに電気的に接続する第１主面側接合工程と、前記リジッド基板の前記第２主面側に前記第２樹脂基板を接合するととともに、その際に前記リジッド基板の導体部及び前記第２樹脂基板の導体部を互いに電気的に接続する第２主面側接合工程とを含むことを特徴とする複合配線基板構造体の製造方法。
【００８３】
（４）リジッド基板、半導体回路素子が接続可能な第１樹脂基板、及びマザーボードに対して接続可能な第２樹脂基板とを備え、前記第１樹脂基板の平面方向における熱膨張係数が３０ｐｐｍ／℃以下に設定されている複合配線基板構造体の製造方法であって、前記リジッド基板、前記第１樹脂基板及び前記第２樹脂基板を個別に作製する個別作製工程と、前記リジッド基板の前記第１主面側に前記第１樹脂基板を接合するととともに、その際に前記リジッド基板の導体部及び前記第１樹脂基板の導体部を互いに電気的に接続する第１主面側接合工程と、前記リジッド基板の前記第２主面側に前記第２樹脂基板を接合するととともに、その際に前記リジッド基板の導体部及び前記第２樹脂基板の導体部を互いに電気的に接続する第２主面側接合工程とを含むことを特徴とする複合配線基板構造体の製造方法。
【００８４】
（５）前記第１主面側接合工程と前記第２主面側接合工程とが同時に実施されることを特徴とする上記（３）または（４）記載の複合配線基板構造体の製造方法。
【００８５】
（６）前記個別作製工程における前記第２樹脂基板の作製は、第２樹脂基板用基材に対して孔あけ加工を行い、前記第２樹脂基板用基材を貫通するビア孔を所定位置にあらかじめ形成するビア孔形成工程と、前記ビア孔内に導体部となる材料を充填する充填工程と、前記第２樹脂基板用基材に配線層を形成する配線層形成工程とを含むことを特徴とする上記（３）または（４）記載の複合配線基板構造体の製造方法。
【００８６】
（７）前記個別作製工程における前記第２樹脂基板の作製において、配線層が形成された第２樹脂基板用基材に対して新たに第２樹脂基板用基材を積層する積層工程と、積層された第２樹脂基板用基材に対して孔あけ加工を行い、前記第２樹脂基板用基材を貫通するビア孔を所定位置にあらかじめ形成するビア孔形成工程と、前記ビア孔内に導体部となる材料を充填する充填工程とを繰り返すことにより、前記配線層を多層化することを特徴とする上記（３）または（４）記載の複合配線基板構造体の製造方法。
【００８７】
（８）前記第１主面側接合工程が実施される前に、前記リジッド基板が前記第１主面側に有する複数の導体部と、前記第１樹脂基板の有する複数の導体部とを対応させて配置するとともに、前記第２主面側接合工程が実施される前に、前記リジッド基板が前記第２主面側に有する複数の導体部と、前記第２樹脂基板の有する複数の導体部とを対応させて配置する位置決め工程を実施することを特徴とする上記（３）または（４）記載の複合配線基板構造体の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】第１実施形態において、セラミック配線基板（リジッド基板）、フレキシブル配線基板（第１樹脂基板）及び樹脂配線基板（第２樹脂基板）などからなる複合配線基板構造体を示す概略断面図。
【図２】複合配線基板構造体の構成を示す分解断面図。
【図３】接着シートの作製過程において、接着性有機材料シートを示す概略断面図。
【図４】接着シートの作製過程において、接着性有機材料シートに貫通孔を形成する工程を示す概略断面図。
【図５】接着シートの作製過程において、貫通孔内に導体部を形成する工程を示す概略断面図。
【図６】複合配線基板構造体の製造過程において、セラミック配線基板、フレキシブル配線基板及び樹脂配線基板を互いに接合するときの様子を示す概略断面図。
【図７】第２実施形態における複合配線基板構造体を示す部分概略断面図。
【符号の説明】
【００８９】
１１…複合配線基板構造体
２１…半導体回路素子としてのＩＣチップ
３１…リジッド基板としてのセラミック配線基板
３２…第１主面としての上面
３３…第２主面としての下面
３５…リジッド基板の導体部としてのビア導体
４１…第２樹脂基板としての樹脂配線基板
４３…非接合面としての下面
４７…外部接続端子としての面接続パッド
４８…第２樹脂基板の導体部としてのビア導体
５１…第１樹脂基板としてのフレキシブル配線基板
５６…素子搭載部
５７…第１樹脂基板の導体部としてのビア導体
５８…張り出した部分である張出部
８１…マザーボード
８２…端子
９１…モジュール配線基板
９２…電子部品
【図１】
2006237231.tif 000003
【図２】
2006237231.tif 000004
【図３】
2006237231.tif 000005
【図４】
2006237231.tif 000006
【図５】
2006237231.tif 000007
【図６】
2006237231.tif 000008
【図７】
2006237231.tif 000009